SU1668881A1 - Устройство дл измерени давлени - Google Patents

Abstract

Датчик давлени  предназначен дл  использовани  в различных област х науки и техники, св занных с измерением давлени  в услови х воздействи  нестационарной температуры измер емой среды. Целью изобретени   вл етс  уменьшение температурной погрешности в услови х воздействи  нестационарной температуры измер емой среды за счет более точного воспри ти  терморезисторами температуры соответствующих тензорезисторов с раздельным учетом температуры каждого тензорезистора. Цель достигаетс  тем, что в датчике давлени , содержащем корпус, мембрану, тензорезисторный мост, сформированный на мембране из тензорезисторов 4, 5, 6, 7, и терморезисторы 8, 9, 10, 11, совмещенные с соответствующими тензорезисторами в соответствии с предлагаемым изобретением. Тензорезисторы и терморезисторы выполнены непосредственно соприкасающимис  друг с другом по наибольшей поверхности и сформированы из полупроводникового материала разного типа проводимости, а тензорезисторы и терморезисторы запитываютс  напр жением разной пол рности, причем резисторы P-проводимости запитываютс  напр жением отрицательной пол рности, а резисторы N-проводимости - напр жением положительной пол рности. Кроме того, в соответствии с изобретением, каждый терморезистор имеет только по одной контактной площадке, а общим выводом служит одна из контактных площадок тензорезисторного моста. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к датчикам, предназначенным дл  использовани  в различных област х науки и техники, св занных с измерением давлени  в услови х воздействи  нестационарной температуры измер емой среды (термоудара).

Целью изобретени   вл етс  повыше- . ние точности измерени  давлени  в услови-  х воздействи  нестационарной температуры измер емой среды.

На фиг.1 изображен датчик давлени , общий вид; на фиг.2 - фрагмент узла I на фиг.1; на фиг.З-датчик со сн тым корпусом,

вид сверху; на фиг.4 - схема соединений резисторов в устройстве.

Датчик давлени  содержит корпус 1, мембрану 2, тензорезисторный мост 3 из тензорезисторов 4,5,6,7. сформиро ванный на мембране, и терморезисторы 8,9,10,11, совмещенные с соответствующими тензоре- эисторэми 4.5,6,7. Мембрана выполнена из монокристалла кремни  n-типа проводимости.

Тензорезисторы 4.5,6,7 и их коммутационные области 12 выполнены n-типа проводимости . Поверхностное сопротивление тензорезисторов на пор док больше поверхностного сопротивлени  коммутационных областей 11. Терморезисторы 8.9 10.11 них

О

о

00 00 00

коммутационные области 13 выполнены р- типа проводимости. Поверхностное сопротивление терморезисторов 8,9,10,11 на три пор дка больше поверхностного сопротивлени  коммутационных областей 13. Тензо- резисторы и терморезисторы выполнены непосредственно соприкасающимис  друг с другом по наибольшей поверхности. Тен- зорезисторы и терморезисторы запитыва- ютс  напр жением различной пол рности, причем терморезисторы р-проводимости запитываютс  напр жением отрицательной пол рности, а тензорезисторы п-проводи- мости запитываютс  напр жением положительной пол рности. Коммутационные области тензорезисторного моста соединены с контактными площадками 14. Коммута- ционные области терморезисторов соединены с контактными площадками 15.

Устройство работает следующим обра- зом.

При воздействии на мембрану давлени  в ней возникают напр жени  и деформации . Тензорезисторы воспринимают деформации , сопротивление их измен етс . Изменение сопротивлений тензорезисто- ров преобразуетс  мостовой схемой в выходной сигнал. При изменении температуры измер емой среды температура тензорезисторов измен етс , его харак- теристики также измен ютс . Так как тензорезисторы и терморезисторы выполнены непосредственно соприкасающимис  друг с другом по наибольшей поверхности, то температура терморезисторов с высокой точностью отслеживает температуру тензорезисторов вследствие малого термического сопротивлени  р-п-перехода, образующегос  между тензорезистором и терморезистором вследствие того, что тен- зорезисторы и терморезисторы запитываютс  напр жением разпой пол рности. В св зи с тем, что резисторы р-проводимости запитываютс  напр жением отрицательной пол рности, а резисторы п-проводимости напр жением положительной пол рности, то сопротивление p-n-перехода будет значительным . Вследствие этого взаимное вли ние терморезисторов на тензорезисторы будет несущественным.

Изменение сопротивлени  терморезисторов от температуры совместно с выходным сигналом тензомоста подаетс  на вход

микропроцессорного устройства (на фиг.1 не показано), в котором запрограммирована индивидуальна  коррел ционна  характеристика выходного сигнала тензомоста или выходного сигнала терморезисторного моста или выходных сигналов р-п-перехо- дов. В результате на выходе микропроцессорного устройства получаетс  сигнал, не завис щий от температуры .

Преимуществом устройства  вл етс  уменьшение в 3-4 раза аддитивной температурной погрешности в услови х воздействи  нестационарной температуры измер емой сроды за счет более точного воспри ти  терморезисторами температуры соответствующих тензорезисторов и возможности отдельного учета температуры каждого из тензорезисторов. Индивиду- альный учет температуры каждого тензорезистора позвол ет учесть индивидуальные температурные характеристики каждого тензорезистора, а также индивидуальную температуру каждого тензорезистора при произвольномраспределении температур отдельных тензорезисторов в случае воздействи  нестационарной температуры измер емой среды.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  давлени , включающее датчик давлени , содержащий корпус, закрепленную в корпусе полупроводниковую мембрану n-типа проводимости , расположенные на мембране четыре тензорезистора, соединенные в измерительный мост, и четыре терморезистора, закрепленные соответственно на тензоре- зисторах, и контактные площадки, расположенные на мембране, а также включающее источник питани , отличающеес  тем, что, с целью повышени  точности измерени  в услови х воздействи  нестационарных температур, в рем тензорезисторы выполнены n-типа проводимости, а терморезисторы - р-типа проводимости, при этом на мембране сформированы коммутационные участки р-типа проводимости, которыми тензорезисторы соединены с контактными площадками, причем терморезисторы соединены в дополнительный измерительный мост, диагональ которого подключена к минусу источника питани , а диагональ измерительного моста - к плюсу источника питани .

   ХХХУчЧУчУч

   у///////////////,

   8

   Риг.1

   I

   /3

   13

   /

   (P)

   8

   Фиг,

   (T) О